Ученые раскрывают секреты турбулентности

У многих слово турбулентность ассоциируется с гигантской воронкой, засасывающей самолеты. На самом деле, это хаотический газо-жидкостной поток, закрученный даже меньше, чем средний водоворот. Турбулентность — общее явление, она проявляется как при перемещении больших воздушных масс, так и при смешении компонентов топлива в двигателях внутреннего сгорания. До сих пор турбулентность остается загадкой для ученых.

В рамках исследования этого явления ученые из Университета Джона Хопкинса, профессор Шарль Менево (Charles Meneveau) и докторант Йи Ли (Yi Li), создали математическую формулу, на основе которой можно создать компьютерные модели, более точно описывающие турбулентный поток. «Наша формула позволяет математически описать сложный параметр турбулентности, называемый перемежаемость (intermittency). Это разгадка только части загадки турбулентности, но очень важной ее части», — сказал Менево.

Перемежаемость связана с резкими изменениями скорости потока, моделирование ее обычными методами требовало колоссальных вычислительных мощностей. Менево и Ли создали свою формулу, наблюдая за двумя отдельными частицами в турбулентном потоке, создаваемом в аэродинамической трубе, расположенной в университетском городке Homewood Johns Hopkins. Новой формулой заинтересовались также астрофизики. Оказывается, поведение магнитных полей в межпланетном пространстве схоже с поведением турбулентных потоков.